一种基于梯度的方波差分调相调制解调方法
【专利摘要】本发明涉及一种阻抗性金属有线信道中基于梯度的方波差分调相调制解调(DPSK)通信方法。超长金属导线自身分布的电容和电感使其不再是单纯的阻性，导致信道带宽变窄，阶跃响应的时间常数增大，因此传统基于幅值的方波DPSK通信无法正常工作。本发明在方波DPSK通信接收端引入波形梯度改进解调算法，实现大时间常数时的方波DPSK通信。
【专利说明】
-种基于梯度的方波差分调相调制解调方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种基于梯度的方波差分调相调制解调方法，应用于阻抗性金属有线 信道中的数据传输。
【背景技术】
[0002] 方波差分调相调制解调由于调制解调方法简单、传输可靠，在金属有线信道中得 到广泛应用。该方法将传输信息调制在电平的变化上，因此要求码元宽度不能小于金属有 线信道的时间常数。随着导线长度、卷曲的增加和截面积的缩小，导线的电容和电感增大， 信道时间常数随之增大，严重限制了方波差分调相调制解调的传输速率。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是:常规的方波差分调相解调方法W接收波形稳态值为 依据，因此要求码元宽度不小于信道时间常数，每个码元波形达到稳态才能正确解调，严重 限制了传输速率;本发明提供一种基于梯度的方波差分调相调制解调方法，依靠接收波形 码元内暂态过程的梯度实现解调，可W突破信道时间常数对码元长度的限制，减小码元长 度从而有效的提高传输速率。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于梯度的方波差分调相调制 解调方法，包括W下步骤：
[0005] 调制采用W下过程:（设码元宽度为T，静默电平状态V-，激发电平状态V+)
[0006] (1)同步:波形由静默电平状态转换为激发电平状态，并保持一个码元宽度;然后 波形由激发电平状态转换为静默电平状态，并保持一个码元宽度;表示信息传输开始。
[0007] (2)调制：每个码元调制Ibit信息；与上一码元相比电平状态发生变化表示1(或 0)，电平状态不变表示〇(或1)。
[000引解调采:用W下过程
[0009] (1)同步:设定幅值口限，依次检测到波形幅度增大超过口限和减小低于口限值， 则数据传输开始;并且波形幅度超越口限时刻为同步时刻，同步时刻后2T开始为数据；
[0010] (2)依次计算每个码元间隔内波形的平均梯度。
[0011] (3)对于第一个码元，如果平均梯度为正，则数据为1(或0);如果平均梯度为0,则 数据为〇(或1);
[0012] (4)从第二个码元开始，按照下表规则根据当前码元平均梯度和前一码元平均梯 度解调。
[00131
[0014] 本发明的有益效果是，本发明提供一种基于梯度的方波差分调相调制解调方法， 依靠接收波形码元内暂态过程的梯度实现解调，可W突破信道时间常数对码元长度的限 审IJ，减小码元长度，从而在电容电感较大的金属导线信道中有效提高数据传输速率。
【附图说明】
[0015] 下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
[0016] 图1是调制的一个实例。
[0017] 图2是解调的一个实例。
【具体实施方式】
[0018] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。运些附图均为简化的示意图，仅W 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0019] 图1中，设码元宽度为T，静默电平状态V-，激发电平状态V+，每帖包含Sbit信息；调 制时，与上一码元相比电平状态发生变化表示1，电平状态不变表示0;本例中该帖调制的信 息为 11010011B。
[0020] 图2为图1中的发射波形经过一个时间常数为4T的信道后的接收波形。设定口限， 接收波形首次达到口限的时刻为同步时刻。同步时刻后[2T，3T]时间间隔内为码元1的波 形，计算其梯度为+，因此第一位信息为1;同步时刻后[3T，4T]时间间隔内为码元2的波形， 计算其梯度为-，因此第二位信息1; W此类推，当完成码元8的检测，该帖数据解调结束。
[0021] W上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可W在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更W及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1. 一种基于梯度的方波差分调相调制解调方法，其特征在于： 调制采用W下过程： (1) 同步:波形由静默电平状态转换为激发电平状态，并保持一个码元宽度;然后波形 由激发电平状态转换为静默电平状态，并保持一个码元宽度;表示信息传输开始。 (2) 调制：每个码元调制化it信息；与上一码元相比电平状态发生变化表示1(或0)，电 平状态不变表示〇(或1)。 解调采用W下过程： (3) 同步：设定幅值口限，依次检测到波形幅度增大超过口限和减小低于口限值，则数 据传输开始;并且波形幅度超越口限时刻为同步时刻，同步时刻之后两个码元开始为传输 数据； (4) 依次计算每个码元间隔内波形的平均梯度。每个码元间隔内波形x[n]，ne[l，N]， 平均梯度计算方法包括W下几种： (a) 码元首位两点绝对斜率(X阳]-x[l])/N或相对斜率(X阳]-x[l])。 (b) 计算码元内所有点与其中任意一点绝对斜率或相对斜率的平均值，即(5) 对于第一个码元，如果平均梯度为正，则数据为1;如果平均梯度为0，则数据为0; (6) 从第二个码元开始，2. 如权利要求1所述的基于梯度的方波差分调相调制解调方法，其特征在于:步骤(2) 中，1和0表不化itf目息的两种状态。3. 如权利要求1所述的基于梯度的方波差分调相调制解调方法，其特征在于:步骤(5) 和(6)中平均梯度为时旨斜率在[-〇,〇]内，其中0为信号采样时模数变换的精度。
【文档编号】H04L27/22GK105847205SQ201610160925
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】陈阳, 邹凌, 潘赛虎, 王雪
【申请人】常州大学